[發(fā)明專利]基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811268775.1
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109507526B
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石訪;王湘女;張恒旭;王鵬;徐銘銘
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);國網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 37221 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李琳

1.一種基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法，其特征是：包括以下步驟：

監(jiān)測電力系統(tǒng)運行，定時上傳三相電壓、電流和零序電流的幅值與相位信息，計算得到正負(fù)零序分量的幅值與相位信息；

將實時三相電壓、電流的幅值和相位作為輸入特征，形成不斷更新的狀態(tài)判斷矩陣，當(dāng)狀態(tài)判斷矩陣中的元素發(fā)生突變時，認(rèn)為發(fā)生故障，確定故障發(fā)生時刻；

利用正序電流、電壓的幅值與相位作為輸入特征，形成故障區(qū)段判斷矩陣，利用不同類型故障下，正、負(fù)和零序的電流、電壓的幅值作為輸入特征，形成故障類型判斷矩陣；

利用協(xié)方差矩陣算法通過對形成的故障區(qū)段判斷矩陣和故障類型判斷矩陣的元素進(jìn)行分析，根據(jù)對應(yīng)矩陣的特征之間的聯(lián)系，得到故障區(qū)段和類型；

以表征系統(tǒng)的狀態(tài)變化情況，故障發(fā)生時刻，狀態(tài)判斷矩陣元素右下角元素發(fā)生突變，并隨著時間的更新，突變范圍逐漸增大，直到系統(tǒng)恢復(fù)至正常運行狀態(tài)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法，其特征是：利用滑動窗口形成由當(dāng)前量測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)組成的輸入矩陣，將當(dāng)前量測數(shù)據(jù)按照時間順序采樣，不同節(jié)點的電氣特征量反映電網(wǎng)的空間特性，兩者結(jié)合形成具有時空特性的數(shù)據(jù)源，對數(shù)據(jù)源矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成以某一時刻各電氣量采樣值為樣本的協(xié)方差矩陣，即狀態(tài)判斷矩陣，以狀態(tài)判斷矩陣元素作為衡量系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)的指標(biāo)，反映系統(tǒng)當(dāng)前的穩(wěn)定程度。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法，其特征是：配電網(wǎng)PMU裝置實時監(jiān)測系統(tǒng)運行，向主站中心逐周期上傳三相電壓、電流和零序電流的幅值與相位信息，經(jīng)主站中心計算得到正負(fù)零序分量的幅值與相位信息。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法，其特征是：儲存故障發(fā)生前一時刻的各量測節(jié)點的電壓和電流相量，形成故障前輸入矩陣。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法，其特征是：以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D為基礎(chǔ)，以功率從主電網(wǎng)流向負(fù)荷為正方向，依次對PMU節(jié)點進(jìn)行編號。

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法，其特征是：分別利用正序電壓和電流相量信息組成故障輸入矩陣，以故障前輸入矩陣為基準(zhǔn)，進(jìn)行預(yù)處理；以各節(jié)點電氣量不同時刻的測量值為樣本，按照編號順序形成改進(jìn)的協(xié)方差矩陣，即故障區(qū)段判斷矩陣，利用狀態(tài)判斷矩陣中元素的分布特征，判斷故障發(fā)生區(qū)段，元素出現(xiàn)斷層的兩個PMU之間的區(qū)段為故障區(qū)段。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于同步相量測量和協(xié)方差矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷方法，其特征是：利用不同類型故障下，正負(fù)零序電流和電壓的幅值之間關(guān)系特征進(jìn)行故障選相，具體的：

當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，正負(fù)零序電流幅值相同；

當(dāng)發(fā)生相間短路時，正負(fù)序電壓幅值相同，零序電壓幅值為零；

當(dāng)發(fā)生兩相接地短路時，正負(fù)零序電壓幅值相同，均為零。

8.一種基于同步相量測量和隨機(jī)矩陣?yán)碚撆潆娋W(wǎng)故障診斷系統(tǒng)，其特征是：運行于處理器或存儲器上，被配置為執(zhí)行以下指令：

監(jiān)測電力系統(tǒng)運行，定時上傳三相電壓、電流和零序電流的幅值與相位信息，計算得到正負(fù)零序分量的幅值與相位信息；

將實時三相電壓、電流的幅值和相位作為輸入特征，形成不斷更新的狀態(tài)判斷矩陣，當(dāng)狀態(tài)判斷矩陣中的元素發(fā)生突變時，認(rèn)為發(fā)生故障，確定故障發(fā)生時刻；

利用正序電流、電壓的幅值與相位作為輸入特征，形成故障區(qū)段判斷矩陣，利用不同類型故障下，正、負(fù)和零序的電流、電壓的幅值作為輸入特征，形成故障類型判斷矩陣；

利用協(xié)方差矩陣算法通過對形成的故障區(qū)段判斷矩陣和故障類型判斷矩陣的元素進(jìn)行分析，根據(jù)對應(yīng)矩陣的特征之間的聯(lián)系，得到故障區(qū)段和類型；

以表征系統(tǒng)的狀態(tài)變化情況，故障發(fā)生時刻，狀態(tài)判斷矩陣元素右下角元素發(fā)生突變，并隨著時間的更新，突變范圍逐漸增大，直到系統(tǒng)恢復(fù)至正常運行狀態(tài)。